A Zero-latency Cycle Detection Scheme for Enhanced Parallelism in Multiprocessing Systems

다중처리 시스템의 병렬성 증대를 위한 사이클의 비 지연 발견 기법

  • Published : 2005.02.01

Abstract

This Paper Presents a non-blocking deadlock detection scheme with immediate cycle detection in multiprocessing systems. We assume an expedient state and a special case where each type of resource has one unit and each request is limited to one resource unit at a time. Unlike the previous deadlock detection schemes, this new method takes O(1) time for detecting a cycle and O(n+m) time for blocking or handling resource release where n and m are the number of processes and that of resources in the system. The deadlock detection latency is thus minimized and is constant regardless of n and m. However, in a multiprocessing system, the operating system can handle the blocking or release on-the-fly running on a separate processor, thus not interfering with user process execution. To some applications where deadlock is concerned, a predictable and zero-latency deadlock detection scheme could be very useful.

본 논문에서는 즉시 할당 상태와 함께 단일 자원, 단일 요청의 가정 하에서 다중처리 시스템에서 사이클을 발생 즉시 발견함으로써 지연 없는 교차상태의 발견 방법을 소개한다. 기존의 방법과는 달리 제시된 방법은 n과 m으로 프로세스와 자원의 수론 나타낼 때 사이클의 발견에 O(1), 대기나 자원의 반납시에 O(n.m)의 시간을 요한다. 따라서 n과 m의 크기에 상관없이 교착상태를 발생 즉시 알 수 있으며, 이점이 다중처리 시스템의 특성과 잘 조화될 수 있음을 보였다. 교착상태와 연관된 응용환경에서 이러한 발견의 예측성과 비 지연성은 매우 유용할 것이다.

Keywords

References

  1. W. S. Davis, T. M. Rajkumar, Operating Systems - A Systematic View, 5th Ed., Addison-Wesley, 2001
  2. H. M. Deitel, D. R. Choffnes, Operating Systems, 3rd Ed., Prentice-Hall, 2004
  3. M. Maekawa, A. E. Oldehoeft and R. R. Oldehoeft, Operating Systems - Advanced concepts, Benjamin-Cummings Pub., 1987
  4. R. C. Holt, 'Some Deadlock Properties of Computer Systems,' ACM Computing surveys, Vol. 4, No.3, Sep., 1972
  5. J. G. Kim, 'A Non-blocking Deadlock Detection Scheme for Multiprocessor Systems,' Ph.D Thesis, SNU, Seoul, Feb., 1992
  6. J. G. kim, 'An Algorithmic Approach on Deadlock Detection for Enhanced parallelism in Multiprocessing Systems,' Proc. of the 2nd Aizu int'l Symp. on Parallel Algorithms/Architecture Synthesis, IEEE Computer Society Press PR07870, pp. 233-238, Mar., 1997
  7. 김 주균, 고 건, '다중처리 시스템하의 비 지연적 노트 발견 기법', 정보과학회논문지, 제18권 제5호, pp. 534-541, 1991
  8. A. Shoshani and E. G. Coffman, 'Prevention Detection and Recovery from System Deadlock,' Proc. 4th annual Princeton Conf. on Information Sciences and System, Mar., 1970
  9. T. F. Leibfried Jr., 'A Deadlock Detection and Recovery Algorithm Using the Formalism of a Directed Graph Matrix,' Operating System Review, Vol. 23, No. 2, Apr., 1989 https://doi.org/10.1145/858344.858348
  10. S. S. Isloor and T. A. Marsland, 'The Deadlock Problem: An Overview,' IEEE Computer, Sep., 1980
  11. Y. S. Ryu and K. Koh, 'A Predictable Deadlock Detection Technique for a Single resource and single Request System,' Proc. of the 14th IASTED Int'l Conf. on Applied Informatics, pp. 35-38, Innsbruck, Austria, Feb., 1996
  12. J. G. kim and K. Koh, 'An O(1) Time Deadlock Detection Scheme in Single Unit and Single Request Multiprocessor System,' IEEE TENCON'91, Vol. 2, pp. 219-223, aug., 1991